Bài giảng mạng máy tình và truyền thông

Chương I : Tổng quan mạng máy tính 1.1 Giới thiệu mạng máy tính Ngày mạng máy tính sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực kinh tế, trị, xã hội khơng phải quốc gia mà tồn giới Các mạng máy tính làm thay đổi cách toàn diện phương thức sống, làm việc sinh hoạt người phương thức tổ chức phát triển xã hội Nhịp độ xử dụng mạng máy tính để trao đổi thông tin, xử lý thông tin sống tổ chức ngày tăng Mạng máy tính mục tiêu hướng tới cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước 1.2 Khái niệm mạng máy tính Định nghĩa : Mạng máy tính mạng bao gồm hai máy tính kết nối với thơng qua đường truyền vật lý cho phép chúng chia sẻ liệu tài nguyên chung Tất hệ thống mạng máy tính lớn xuất phát từ hệ thống đơn giản ý tưởng để kết nối máy tính với thông qua đường truyền đơn giản mang lại thành tựu vô quan trọng ngành truyền thơng Ngày mạng máy tính sử dụng rộng rãi đóng vai trị quan trọng việc phát kinh tế nước ta Mạng máy tính có nhiều tác dụng phải kể đến là: Tận dụng tài nguyên chung ( phần cứng, phần mềm, liệu…) Chinh phục khoảng cách Tăng chất lượng hiệu khai thác xử lý thông tin Tăng độ tin cậy hệ thống nhờ khả thay có cố với nút hay đoạn đường 1.3 Các dịch vụ mạng máy tính Mạng máy tính cung cấp cho nhiều dịch vụ mạng mà với dịch vụ góp phần thúc đẩy phát triển mạng với quy mô từ hai máy kết nối với lúc ban đầu mạng máy tính khổng lồ mạng Internet ngày Những dịch vụ mạng bao gồm: Dịch vụ tập tin: Cho phép máy tính mạng chia sẻ tập tin Ta thấy nhu cầu trao đổi tập tin máy tính cần thiết, vấn đề giải cách trao đổi đĩa có chứa tập tin song không tiện dụng Đặc biệt sở liệu dùng chung, việc trao đổi thực mạng Dịch vụ in: Tiến trình in mạng yếu tố thứ hai thúc đẩy ta cài đặt mạng máy tính Bởi có nhiều ưu điểm chẳng hạn như: Nhiều người dùng chung máy in điều giảm chi phí lớn đặc biệt loại máy in, máy vẽ đắt tiền; máy in đặt đâu khơng cần phải đặt cạnh PC người sử dụng điều tiện lợi cho việc quản lý máy in việc nâng cao hiệu sử dụng máy in Dịch vụ thông điệp: Thư điện tử ( E-mail) công nghệ để chuyển giao thơng điệp máy tính nối mạng Dạng thư điện tử gốc văn bản, phát triển kèm theo hệ thống nhúng âm thanh, đồ hoạ chí liệu video, tiến tới hệ thư điện tử đại cho phép gửi thông điệp dạng voice – mail Các loại thư điện tử phục vụ cho đối tượng, từ nhóm làm việc cục bộ, đến cơng ty hay tồn thể giới Các dịch vụ ứng dụng: Cho phép ứng dụng huy động lực tính tốn khả chun mơn hố máy tính mạng Chẳng hạn cần giải toán lớn mà độ phức tạp vượt phạm vi máy PC thơng thường bình thường ta phải dùng máy tính lớn máy tính mini hay máy tính mainframe… nhiên nhờ sử dụng cơng nghệ mạng ta kết chùm máy tính PC thành máy tính lớn để giải tốn cơng nghệ gọi cơng nghệ máy tính bó (Cluster) 1.4 Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách để phân loại mạng máy tính phân loại theo mơ hình mạng, phân loại theo quy mô mạng, phân loại theo tôpô mạng… ứng với cách phân loại ta lại có mạng khác 1.4.1 Phân loại theo mơ hình mạng Loại mạng bình đẳng hay cịn gọi mạng peer to peer (Hình 1.1) Mạng bình đẳng mạng máy có vai trị q trình khai thác tài nguyên, máy yêu cầu máy cung cấp tài nguyên ngược lại Không máy coi máy chủ hay máy trung tâm Trong mơi trường mạng bình đẳng, người dùng PC chịu trách nhiệm việc điều hành chia sẻ tài nguyên PC họ (Tính gọi điều hành nhóm làm việc điều hành phân tán) Chính tính lên khơng cần người quản trị mạng riêng Các mạng bình đẳng phù hợp với tổ chức nhỏ có số người sử dụng giới hạn không đặt nặng vấn đề bảo mật Hình 1.1 Mơ hình mạng bình đằng (Peer to Peer) Loại mạng theo mơ hình khách/chủ (client/Server) Mạng client/ server (Hình 1.2) hệ thống mạng có máy gọi máy chủ (Server), máy có cài đặt phần mềm điều hành hệ thống mạng, máy có chức điều khiển, cung cấp, phân chia tài nguyên theo yêu cầu máy khách Dưới mơ hình khách/chủ, tài ngun phần cứng tập trung máy chủ, máy khách thiết kế theo cấu hình phần cứng tối thiểu Mơ hình mạng khách/chủ tỏ lý tưởng mạng lớn cần đến hệ bảo mật mạng Dưới mơ hình khách/chủ, điều hành viên mạng dễ dàng điều khiển việc truy cập tài nguyên mạng Thông qua hệ điều hành mạng, điều hành viên giao thu hồi quyền truy cập tập tin, máy in, tài nguyên khác máy chủ Hình 1.2 Mơ hình mạng khách chủ (Client/ server) Loại mạng hỗn hợp ( Kết hợp mạng bình đẳng mạng khách/ chủ) Mạng hỗn hợp mạng mà q trình khai thác tài ngun máy có lúc quan hệ với bình đẳng, có lúc quan hệ với theo kiểu khách chủ 1.4.2 Phân loại theo quy mô mạng Phân loại theo quy mô mạng ta có mạng cục bộ, mạng thị, mạng diện rộng Mạng cục (Local Area Networks- LAN): Là mạng cài đặt nhà, trường học, công ty Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - MAN): mạng cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế- xã hội Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN): mạng cài đặt có qui mơ lớn tạo thành nhờ ghép nối nhiều mạng LAN lại với 1.4.3 Phân loại theo tôpô mạng Mạng trục ( Bus) : Cấu trúc mạng dùng BUS thông tin chung để trao đổi thông tin nút mạng Các nút thông tin (các trạm cuối) thâm nhập vị trí mạng Do BUS thơng tin cịn gọi trục hay xương sống mạng Điều khiển mạng thực theo phương pháp tập trung (từ nút chính) hay theo phương pháp phân bố Xu hướng điều khiển theo phương pháp phân bố Ưu điểm mạng hình BUS là: Các thiết bị nút thơng tin thao tác độc lập, sai hỏng máy khơng ảnh hưởng tới tồn mạng Mở rộng hay thu hẹp mạng thực cách đơn giản Mạng BUS sử dụng dây so với mạng khác Nhược điểm mạng hình BUS là: Nếu điểm BUS bị hỏng tồn thông tin mạng dừng lại Phương pháp thâm nhập mạng yêu cầu phức tạp để đảm bảo tránh chồng chéo số liệu (collision of data) gây nhiều trạm phát tin đồng thời Chính điều hạn chế nút thơng tin mạng Mạng hình BUS dùng loại dây nối như, cáp đồng trục, cáp sợi quang Về phương pháp thâm nhập cho mạng hình BUS phải giải vấn đề chồng chéo số liệu giải vấn đề nhiễu nên phần lớn LAN kiểu BUS sử dụng phương pháp thâm nhập CSMA/CD protocol (Carrier sence multiple access/ collision detection) hay phương pháp thâm nhập dùng thẻ (token passing) Hình 1.3 Mạng sơ đồ hình BUS Mạng hình (Star) : Mạng hình bao gồm trung tâm điều khiển nút thông tin Các nút thơng tin trạm đầu cuối, máy vi tính mạng Trung tâm điều khiển mạng điều phối hoạt động mạng Hiện người ta sử dụng trung tâm điều khiển đầu nối máy tính với HUB trung tâm điều khiển Mạng có ưu điểm sau: Hoạt động theo nguyên lý độc lập nên trạm bị sai hỏng mạng hoạt động bình thường Cấu trúc mạng đơn giản, thuật toán điều khiển ổn định Mạng mở rộng hay thu hẹp thuận lợi đơn giản Mạng STAR tiếp nhận tất phương thức thâm nhập mạng khác Nhược điểm mạng sao: Khi trung tâm điều khiển có cố tồn mạng ngừng hoạt động Mạng yêu cầu phải nối cặp dây từ trung tâm điều khiển tới máy tính Bởi tốn nhiều dây nối Hình 1.4 Mạng hình Mạng vịng (Ring): Các thiết bị đầu cuối hay máy tính kết nối vị trí BUS vòng tròn mạng theo kiểu nối tiếp Vịng trịn thực chất cáp thơng tin nối khép kín khơng có điểm đầu, điểm cuối Ưu điểm mạng vòng: Điều khiển hệ thống đơn giản giảm nhiều khả chồng chéo thông tin thơng tin chạy mạng theo chiều Khi qua nút mạng thơng tin phục hồi khuếch đại lên khoảng cách nút thơng tin tăng lên Nhược điểm mạng vịng: Nếu nút thơng tin bị hỏng, ảnh hưởng tới tồn nút sau (theo chiều truyền số liệu) Việc nối dây yêu cầu phức tạp để bảo đảm cho nút hoạt động tin cậy Hình 1.5 Mạng vịng ring Mạng hình lưới : Một mạng theo dạng lưới (hình 1.6) đảm bảo độ dự phòng độ tin cậy cao nhiều so với cấu trúc khác Trong cấu hình này, máy tính nối tới máy tính khác dây cáp riêng biệt Hình 1.6 Mạng hình lưới Cấu hình cung cấp đường dẫn dự phịng thơng qua tồn cấu trúc mạng, nên có đoạn cáp bị hỏng, cáp khác chịu trách nhiệm chuyển tải thông tin Trong cấu hình giảm nhẹ việc dị lỗi mạng tăng độ tin cậy giá thành lắp đặt cao chúng sử dụng nhiều dây cáp Thường Mạng hình lưới thường dùng kết hợp với Tôpô mạng khác tạo cấu trúc kết hợp (lai) khác 1.5 Các mạng máy tính thơng dụng 1.5.1 Mạng cục LAN Mạng cục (Local area network-LAN) nhóm máy tính thiết bị truyền thông mạng kết nối với máy tính quan, cơng ty, trường học, tổ chức… Các LAN thường có đặc tính sau: Chuyển giao liệu với tốc độ nhanh Thuộc loại mạng có tỷ lệ lỗi thấp Tồn khu vực địa lý giới hạn Công nghệ tương đối rẻ tiền Mạng LAN kết nối theo nhiều kiều khác song tuân thủ theo hai mơ hình mạng mạng chủ tớ ( Clien/server) mơ hình bình đẳng (Peer To Peer) Hình dạng mạng phân theo tơpơ vật lý tôpô logic 1.5.2 Mạng diện rộng ( WAN) Mạng máy tính diện rộng gọi tắt WAN(Wide Area Networks) Các WAN liên nối LAN, từ LAN cung cấp truy xuất đến máy tính hay file server vị trí khác Các WAN kết nối mạng máy tính qua phạm vi địa lý rộng lớn, nên chúng mở khả cung ứng hoạt động thông tin cự ly xa Sử dụng WAN cho phép máy tính, máy in thiết bị khác LAN chia sẻ chia sẻ vị trí xa WAN cung cấp khả truyền thông tin qua miền địa lý rộng lớn Mạng WAN thiết kế để làm công việc sau: Hoạt động qua vùng tách biệt mặt địa lý rộng lớn Cho phép người sử dụng có khả thơng tin thời gian thực với người sử dụng khác Cung cấp kết nối liên tục tài nguyên xa vào dịch vụ cục Cung cấp e-mail, WWW, FTP dịch vụ thương mai điện tử 1.5.3 Mạng đô thị ( MAN) MAN mạng trải rộng qua vùng nội thị hay vùng ngoại ô Một MAN thường bao gồm hai hay nhiều LAN toạ lạc vùng địa lý Nhìn chung nhà cung cấp dịch vụ hay kết nối hai hay nhiều LAN đường dây truyền dẫn riêng hay dùng dịch vụ truyền dẫn sợi quang Một MAN tạo công nghệ cầu không dây với tín hiệu vơ tuyến lan truyền qua vùng có cộng đồng người sử dụng 1.5.4 Mạng lưu trữ (SAN) SAN( Storage Area Network) mạng chất lượng cao, cấp riêng dùng để di chuyển liệu qua server tài nguyên lưu trữ Bởi mạng cấp riêng tách biệt nên tránh xung đột lưu lượng client server Công nghệ SAN cho phép thực nối nối tốc độ cao server với thiết bị lưu trữ, thiết bị lưu trữ server nối với 1.5.5 Mạng Internet Mạng Internet mạng máy tính có phạm vi quy mơ tồn cầu Hiện có hàng triệu máy tính tồn giới tham gia vào Internet có hàng trăm triệu người giới hàng ngày truy cập vào Internet Điều cho thấy Internet phát triển mạnh mẽ Ngày Internet trở thành thiếu đời sống sinh hoạt người 1.5.6 Mạng riêng ảo (VPN) Mạng VPN( Vitural Private Network) mạng riêng kiến tạo bên hạ tầng mạng công cộng ví dụ Internet Sử dụng VPN, người làm việc nhà qua mạng truy xuất vào mạng công ty thông qua Internet cách xây dựng đường hầm bí mật máy tính PC họ VPN router đặt công ty PVN mang lại nhiều lợi ích : Cung cấp dịch vụ kết nối tin cậy, an toàn thông qua hạ tầng mạng công cộng vốn chia sẻ ví dụ mạng Intenet PVN trì sách quản lý bảo mật mạng riêng Chúng phương thức rẻ tiền để thiết lập cầu nối điểmđiểm người dùng xa với mạng khách hàng doanh nghiệp 1.6 Một số giao thức tiêu chuẩn 1.6.1 Khái niệm giao thức Một giao thức (Protocol) tập quy luật quy định cách thức máy tính truyền thơng với qua mạng Các giao thức điều khiển tất khía cạnh hoạt động truyền số liệu, bao gồm: Mạng vật lý xây dựng Các máy tính kết nối đến mạng Số liệu định dạng để truyền Số liệu truyền Đối phó với lỗi Trong thực tế thường xuyên phải sử dụng giao thức, ví dụ: thực in tức ta sử dụng giao thức, duyệt Web phải sử dụng giao thức, lưu trữ liệu vào máy mạng, kết nối máy tính với nhau… 1.6.2 Nhu cầu chuẩn hoá mạng Sự phát triển mạng thời kỳ đầu không tổ chức diễn theo nhiều cách Vào năm đầu thập niên 1980 công nghệ mạng phát triển cách kinh khủng số lượng mạng kích thước mạng Vào khoảng thập niên 1980, công nghệ mạng phối hợp tạo với phần cứng phần mềm khác Mỗi công ty tạo phần cứng phần mềm mạng dùng tiêu chuẩn cơng ty Các chuẩn riêng phát triển cạnh tranh công ty Hậu nhiều công nghệ khơng tương thích với Điều trở nên khó khăn cho mạng sử dụng đặc tả khác muốn truyền thông tin cho Điều thường dẫn đến việc loại bỏ trang thiết bị cũ để triển khai trang thiết bị Để giải vấn đề bất tương thích mạng, năm 1977 tổ chức ISO ( International Organization for Standardization – Tổ chức quốc tế tiêu chuẩn hoá) năm 1978 tổ chức CCITT ( International Telegraph and Telephone Consultative Committee – Hội đồng tư vấn điện thoại điện tín quốc tế) khởi đầu q trình nghiên cứu mơ hình liên kết mở OSI ( Open System Inteconnection) để sử dụng làm chuẩn cho mạng máy tính Vào năm 1984, ISO CCITT hợp tác khuyến nghị chuẩn chung cho mạng máy tính trí quốc tế - Đó mơ hình tham chiếu OSI Mơ hình tham chiếu OSI mơ hình tốt biết tới thường sử dụng rộng rãi để tham khảo trực quan môi trường kết nối mạng Các nhà sản xuất thường dựa vào mơ hình tham chiếu OSI thiết kế sản phẩm mạng OSI mô tả cách thức phần cứng phần mềm mạng làm việc bên lớp để tạo phiên truyền thơng Sử dụng mơ hình giúp nhà cung cấp trang thiết bị tạo mạng tương thích tốt với mạng khác Mơ hình giúp đỡ để dò lỗi mạng 10 Các khối chức tổng đài truyền thống chia thành phần tử mạng độc lập, phần tử phân theo chức tương ứng, phát triển cách độc lập Giao diện giao thức phận phải dựa tiêu chuẩn tương ứng Mạng NGN mạng dịch vụ thúc đẩy, dịch vụ phải thực độc lập với mạng lưới Chia tách dịch vụ với điều khiển gọi Chia tách gọi với truyền tải Mục tiêu chia tách làm cho dịch vụ thực độc lập với mạng, thực cách linh hoạt có hiệu việc cung cấp dịch vụ Thuê bao tự bố trí xác định đặc trung dịch vụ mình, khơng quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ loại hình đầu cuối Điều làm cho việc cung cấp dịch vụ ứng dụng có tính linh hoạt cao Mạng NGN mạng chuyển mạch gói, dựa giao thức thống Mạng thông tin nay, dù mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, khơng thể lấy mạng làm tảng để xây dựng sở hạ tầng thông tin Nhưng năm gần đây, với phát triển công nghệ IP, người ta nhận thấy rõ ràng mạng viễn thơng, mạng máy tính, mạng truyền hình cáp cuối tích hợp mạng IP thống nhất, xu lớn mà người ta thường gọi “ dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho dịch vụ lấy IP làm sở thực nối thơng mạng khác nhau; người lần có giao thức thống mà ba mạng lớn chấp nhận Giao thức IP thực tế trở thành giao thức ứng dụng vạn bắt đầu sử dụng làm sở cho mạng đa dịch vụ, bất lợi so với chuyển mạch kênh mặt khả hỗ trợ lưu lượng thoại cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tốc độ đổi nhanh chóng giới Internet, mà tạo điểu kiện phát triển tiêu chuẩn mở sớm khắc phục thiếu sót 145 Mạng NGN có dung lượng ngày tăng, có tính thích ứng ngày tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu 5.3.3 Các dịch vụ mạng NGN Như thấy phần trước, NGN tập trung ba loại mạng chính: mạng thoại PSTN, mạng di động mạng chuyển mạch gói Cấu trúc phân phối tồn phương thức truy nhập, hầu hết công nghệ ứng dụng Từ tạo nhiều dịch vụ Có ba loại dịch vụ chủ yếu mạng NGN: dịch vụ thời gian thực thời gian không thực, dịch vụ nội dung, dịch vụ quản lý Các dịch vụ giúp cho nhà khai thác có điều khiển, bảo mật độ tin cậy tốt đồng thời giảm chi phí vận hành 5.3.3.1 Xu hướng dịch vụ tương lai Để xác định dịch vụ mạng hệ sau chiến lược đầu tư công ty, xu hướng phát triển dịch vụ tương lai vấn đề quan trọng Trước hết quan tâm đến xu hướng dịch vụ thoại Đây dịch vụ phổ biến lâu đời từ trước đến Do đó, dịch vụ thoại truyền thống tiếp tục tồn thời gian dài Sau phần dịch vụ truyền thống chuyển sang thông tin di động thoại qua IP Đối với dịch vụ truyền thông đa phương tiện, H.232 môi trường cho giải pháp thoại giao thức IP dịch vụ đa phương tiện tương đối đơn giản Tuy nhiên, sau SIP thay cho H.232 SIP có nhiều ưu điểm thích hợp với dịch vụ truyền thơng đa phương tiện phức tạp Trong tương lai, tính cước dịch vụ theo nội dung chất lượng, không theo thời gian chiếm ưu Nhiều dịch vụ truy nhập ứng dụng thông qua nhà cung cấp dịch vụ truy nhập ứng dụng phát triển mạnh Các dịch vụ Leased line, ATM, Frame Relay tiếp tục tồn thêm thời gian tổ kinh doanh không muốn thay đổi thiết bị thay đổi dịch vụ kết nối Dịch vụ IP-VPN trở thành lựa chọn hấp dẫn 146 Phương thức truy nhập mạng, lệnh, nhận thơng tin, lời nói lựa chọn tương lai Hiện nay, kỹ thuật chuyển đổi từ lời nói sang file văn ngược lại phát triển mạnh 5.3.3.2 Các đặc trưng dịch vụ NGN Mặc dù khó dự đốn hết ứng dụng tương lai, đặc trưng khả quan trọng dịch vụ môi trường NGN cách xem xét xu hướng công nghiệp liên quan đến dịch vụ Một điều chắn dịch chuyển từ mạng chuyển mạch kênh, TDM sang mạng chuyển mạch gói, dựa truyền tải tế bào hay khung Tuy nhiên thay đổi mạng chuyển tải xem xét mức dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống cung cấp dịch vụ với khuynh hướng thoại băng hẹp, kết nối đơn điểm - điểm gọi thị trường rộng lớn thuê bao đầu cuối, với khả sử dụng dụng dịch vụ giá trị gia tăng khác Dù sao, dịch vụ làm thay đổi nhanh chóng đến kinh tế giới thông tin xem nguồn tài nguyên sở Trong dịch vụ nhà cung cấp giữ lại, khách hàng lại hướng đến dịch vụ đa phương tiện băng rộng dịch vụ mạng nhiều thông tin Khách hàng tương tác với thơng qua mạng nhờ thiết bị CPE tinh vi chọn phạm vị rộng chất lượng dịch vụ dải tần Trong tương lai, mạng thông minh không tạo tuyến kết nối cách dựa sở liệu đơn giản mà mang nhiều thơng tin rộng như: quản lý session đa phương tiện, kết nối đa công nghệ, điều khiển/ quản lý thông minh, bảo mật cao, dịch vụ dẫn trực tuyến, phần tử giám sát,… Sự phát triển dịch vụ truyền thống hướng tới việc nhà cung cấp dịch vụ phải có mềm dẻo, linh hoạt để phục vụ thị trường lớn nhỏ Các định việc cung cấp dịch vụ họ gặp nhiều vấn đề phải giải giá cả, việc đóng gói, tiếp thị tiện ích dịch vụ thực tế cung cấp Khi có nhiều phương tiện truyền 147 tin, nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị doanh nghiệp thương mại liên quan đến việc cung cấp dịch vụ, liên mạng hệ thống thương mại trở lên nên quan trọng Mục tiêu dịch vụ NGN cho phép khách hàng lấy thông tin họ muốn dạng nào, điều kiện nào, nơi dung lượng tuỳ ý Dựa khuynh hướng đề cập trên, sau số đặc tính quan trọng mơi trường NGN: Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện, đảm bảo độ tin cậy, thân thiện việc liên kết thuê bao, truy nhập tốc độ cao truyền tải thông tin với phương tiện nào, vào lúc, nơi,… Nhiều thực thể phần tử mạng thơng minh phân bố tồn mạng Nó bao gồm ứng dụng cho phép truy nhập điều khiển dịch vụ mạng Nó thực chức cụ thể thay cho nhà cung cấp dịch vụ mạng Dễ dàng sử dụng Khách hàng không bị ảnh hưởng từ trình tập trung, xử lý truyền dẫn thơng tin phức tạp hệ thống Nó cho phép khách hàng truy xuất sử dụng dịch vụ mạng cách đơn giản hơn, bao gồm giao diện người dùng cho phép tương tác tự nhiên khách hàng mạng Khách hàng cung cấp thông tin hướng dẫn, tuỳ chọn, tương tác quản lý xun suốt dịch vụ Ngồi cịn cung cấp menu khác cho người chưa có kinh nghiệm, ngược lại với người có kinh nghiệm, cung cấp môi trường thống cho dạng thông tin NGN cho phép khách hàng quản lý hồ sơ cá nhân, tự dự phòng dịch vụ mạng, giám sát thơng tin tính cước, cá nhân hố giao diện người dùng, tạo dự phịng ứng dụng Với việc quản lý thông tin thông minh, NGN giúp người dùng quản lý tải thông tin cách cung cấp cho họ khả tìm, xếp lọc tin liệu, quản lý chúng cho phương tiện 148 5.3.3.3 Các dịch vụ mạng NGN Hầu hết dịch vụ truyền thống dịch vụ dựa sở truy nhập/ truyền dẫn/ định tuyến/ chuyển mạch, dựa sở khả kết nối tài nguyên điều khiển phiên, cácdịch vụ giá trị gia tăng khác NGN có khả cung cấp phạm vi rộng loại hình dịch vụ, bao gồm: Các dịch vụ tài nguyên chuyên dụng như: cung cấp quản lý chuyển mã, cầu nối hội nghị đa phương tiện đa điểm, thư viện nhận dạng tiếng nói,… Các dịch vụ lưu trữ xử lý như: cung cấp quản lý đơn vị lưu trữ thông tin thông báo, file servers, terminal servers, tảng hệ điều hành,… Các dịch vụ trung gian như: môi giới, bảo mật, quyền,… Các dịch vụ ứng dụng cụ thể như: ứng dụng thương mại, ứng dụng thương mại điện tử,… Các dịch vụ cung cấp nội dung mà cung cấp môi giới nội dung thông tin như: đào tạo, dịch vụ xúc tiến thông tin, Các dịch vụ interworking dùng để tương tác với dịch vụ khác, ứng dụng khác, mạng khác, giao thức định dạng khác chuyển đổi EDI ( Electronic Data Interchange) Các dịch vụ quản lý, bảo dưỡng, vận hành quản lý dịch vụ mạng truyền thông Sau số dịch vụ mà tin chiếm vị trí quan trọng mơi trường NGN, bao gồm phạm vi rộng dịch vụ từ thoại thông thường đến dịch vụ tích hợp phức tạp thực tế ảo, phân tán nhằm nhấn mạnh kiến trúc dịch vụ hệ sau cung cấp nhiều loại hình dịch vụ khác Dịch vụ thoại ( Voice Telephony) NGN cung cấp dịch vụ thoại khách tồn chờ gọi, chuyển gọi, gọi ba bên, thuộc tính AIN khác nhau, centrex, class,… Tuy nhiên cần lưu ý NGN không cố gắng lặp lại dịch vụ thoại 149 truyền thống cung cấp; dịch vụ đảm bảo cơng nghệ thay đổi Dịch vụ liệu ( Data Service) Cho phép kết nối thời gian thực đầu cuối, với đặc tả giá trị gia tăng băng thông theo yêu cầu, tính tin cậy phục hồi kết nối, kết nối chuyển mạch ảo ( SVC Switched Virtual Connection), quản lý dải tần, điều khiển gọi,… Tóm lại dịch vụ liệu có khả thiết lập kết nối theo băng thông chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu Dịch vụ đa phương tiện( Multimedia Service) Cho phép nhiều người tham gia tương tác với qua thoại, video, liệu Các dịch vụ cho phép khách hàng vừa nói chuyện vừa hiển thị thơng tin Ngồi máy tính cịn cộng tác với Dịch vụ sử dụng mạng riêng ảo( VPN) Thoại qua mạng riêng ảo cải thiện khả mạng, cho phép tổ chức phân tán mặt địa lý, mở rộng phối hợp mạng riêng tồn với phần tử mạng PSTN Dữ liệu VPN cung cấp thêm khả bảo mật thuộc tính khác mạng mạng cho phép khách hàng chia sẻ mạng Internet mạng riêng ảo, hay nói cách khác, sử dụng địa IP chia sẻ VPN Tính tốn mạng cơng cơng ( PNC Public Network Computing) Cung cấp dịch vụ tính tốn dựa sở mạng công cộng cho thương mại khách hàng Ví dụ nhà cung cấp mạng cơng cộng cung cấp khả lưu trữ xử lý riêng ( chẳng hạn làm chủ trang web, lưu trữ / bảo vệ/ dự phòng file số liệu hay chạy ứng dụng tính tốn) Như lựa chọn, nhà cung cấp dịch vụ mạng công công cung cấp dịch vụ thương mại cụ thể như: hoạch định tài nguyên công ty, dự báo thời gian, hoá đơn chứng thực,… Với tất phần lưu trữ xử lý xảy mạng Nhà cung cấp dịch vụ tính cước theo giờ, ngày, tuần,… hay theo phí quyền dịch vụ Bản tin hợp ( Unified Messaging) 150 Hỗ trợ cung cấp dịch vụ voice mail, email, fax mail, pages qua giao diện chung Thông qua giao diện này, người sử dụng truy nhập ( thông báo) tất loại tin nhắn trên, khơng phụ thuộc vào hình thức truy nhập hữu tuyến hay vô tuyến Đặc biệt kỹ thuật chuyển đổi lời nói sang file văn ngược lại thực server ứng dụng cần phải sử dụng dịch vụ Môi giới thông tin ( Information Brokering) Bao gồm quảng cáo, tìm kiếm cung cấp thơng tin đến khách hàng tương ứng với nhà cung cấp Ví dụ khách hàng nhận thơng tin sở tiêu chuẩn cụ thể hay sở tham chiếu cá nhân,… Thương mại điện tử ( E-Commerce) Cho phép khách hàng mua hàng hoá, dịch vụ xử lý điện tử qua mạng; bao gồm việc xử lý tiến trình, kiểm tra thơng tin toán tiền, cung cấp khả bảo mật,… Ngân hàng nhà chợ nhà nằm danh mục này; bao gồm ứng dụng thương mại, ví dụ quản lý dây truyền cung cấp ứng dụng quản lý tri thức Dịch vụ thương mại điện tử mở rộng sang lĩnh vực di động Đó dịch vụ thương mại điện tử di động( Mobile Commerce) Dịch vụ cho phép người sử dụng tham gia vào thị trường thương mại điện tử qua thiết bị di động cầm tay Các dịch vụ chuyển gọi ( Call center Service) Một th bao chuyển gọi thơng thường đến trung tâm phân phối gọi cách kích chuột trang web Cuộc gọi xác định đường đến agent thích hợp, mà nằm đâu chí nhà Các gọi thoại tin nhắn E-mail xếp hàng giống đến agent Các agent có truy nhập điện tử đến khách hàng, danh mục, nguồn cung cấp thông tin yêu cầu, truyền qua lại khách hàng agent Trò chơi tương tác mạng ( Interactive Gaming) Cung cấp cho khách hàng phương thức gặp trực tuyến tạo trò chơi tương tác ( chẳng hạn video games) 151 Thực tế ảo phân tán ( Distributed Virtual Reality) Tham chiếu đến thay đổi tạo có tính chất kỹ thuật kiện, người, địa điểm, kinh nghiệm,… giới thực, người tham dự nhà cung cấp kinh nghiệm ảo phân tán địa lý Các dịch vụ yêu cầu phối hợp phức tạp tài nguyên khác Quản lý nhà(Home Manager) Với đời thiết bị mạng thông minh, dịch vụ giám sát điều khiển hệ thống bảo vệ nhà, hệ thống hoạt động, hệ thống giải trí, công cụ khác nhà Giả sử xem ti vi có chng cửa, khơng vấn đề gì, ta sử dụng điều khiển ti vi từ xa để xem hình đứng trước cửa nhà Hoặc chẳng hạn quan sát ngơi nhà xa, quan sát người trẻ chăm sóc em bé ta làm việc quan Ngoài dịch vụ nêu cịn có nhiều dịch vụ khác triển khai mơi trường NGN như: dịch vụ ứng dụng y học, phủ điện tử, nghiên cứu đào tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện,… Như dịch vụ mạng hệ sau đa dạng phong phú, việc phát triển triển khai chúng mở linh hoạt Chình thuận tiện cho nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng triển khai dịch vụ đến cho khách hàng môi trường NGN 5.3.4 Chiến lược phát triển mạng NGN ngành bưu viễn thơng Việc chuyển đổi từ mạng viễn thông lên mạng NGN điều tất yếu xu hướng phát triển Trong phần tìm hiểu chiến lược phát triển mạng NGN ngành viễn thông Việt Nam Việc xây dựng tùy thuộc vào tình hình cụ thể quan điểm nhà khai thác xét hai quan điểm: xây dựng sở mạng xây dựng hoàn toàn 5.3.4.1.Nguyên tắc thực triển khai mạng NGN 152 Yêu cầu chung: Quá trình chuyển đổi từ mạng sang mạng NGN cần đảm bảo yêu cầu sau: Tránh làm ảnh hưởng đến chức việc cung cấp dịch vụ mạng Tiến tới cung cấp dịch vụ thoại số liệu sở hạ tầng thông tin Đồng thời phải hỗ trợ thiết bị khách hàng sử dụng Mạng phải có cấu trúc đơn giản, giảm tối thiểu số cấp chuyển mạch chuyển tiếp truyền dẫn nhằm nâng cao hiệu sử dụng, chất lượng mạng lưới, giảm chi phí khai thác, bảo dưỡng Cấu trúc tổ chức khơng phụ thuộc vào địa giới hành Cấu trúc chuyển mạch phải đảm bảo an toàn, dựa chuyển mạch gói Hệ thống quản lý mạng, dịch vụ phải có tính tập trung cao Việc chuyển đổi phải tường bước phải theo nhu cầu thị trường Hạn chế đầu tư kỹ thuật phi NGN lúc với việc triển khai hồn thiện cơng nghệ Xác định giai đoạn cần thiết để chuyển sang NGN Có sách lược thích hợp cho giai đoạn chuyển hướng để triển khai mạng NGN ổn định an toàn Mục tiêu xây dựng: Dịch vụ phải đa dạng, có giá thành thấp Thời gian đưa dịch vụ thị trường rút ngắn Giảm chi phí khai thác mạng dịch vụ Nâng cao hiệu đầu tư Tạo nguồn doanh thu không phụ thuộc vào nguồn doanh thu truyền thống Quá trình chuyển đổi bước: Ưu tiên giải phân tải lưu lượng Internet cho tổng đài nội hạt Đảm bảo cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng ( bao gồm truy nhập Internet tốc độ cao) thành phố lớn trước 153 Tạo sở hạ tầng thông tin băng rộng để phát triển dịch vụ đa phương tiện, phục vụ chương trình phủ điện tử, … quốc gia Ưu tiên thực mạng liên tỉnh trước nhằm đáp ứng nhu cầu thoại tăng hiệu sử dụng tuyến truyền dẫn đường trục Mạng nội tỉnh thực có trọng điểm thành phố có nhu cầu truyền số liệu, truy nhập Internet băng rộng Lắp đặt thiết bị chuyển mạch hệ mới, máy chủ để phục vụ dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao 5.3.4.2.Hướng phát triển mạng NGN nhà cung cấp dịch vụ khác Có hai hướng để phát triển mạng NGN: xây dựng mạng NGN hoàn toàn xây dựng mạng NGN dựa sở mạng có Tủy vào trạng mạng quan điểm nhà khai thác mà giải pháp thích hợp ứng dụng Trước hết ta xét quan điểm dựa vào yếu tố phát triển mạng phát triển dịch vụ qua hình sau: Hình 5.13 Xu hướng phát triển mạng dịch vụ theo quan điểm dựa sở hạ tầng mạng 154 Hình 5.14 Xu hướng phát triển mạng dịch vụ theo quan điểm xây dựng mạng hoàn toàn 5.3.4.3.Giải pháp cho việc phát triển mạng NGN ngành Xây dựng NGN sở mạng Cơ sở mạng tổ chức lại phát triển lên Nâng cấp thiết bị chuyển mạch có (Cơng nghệ TDM) để hỗ trợ dịch vụ chất lượng cao video, số liệu Đồng thời bổ xung có hạn chế số chuyển mạch đa dịch vụ (chuyển mạch mềm) số nút mạng chính, đặc biệt trung tâm điều khiển ứng dụng vùng lưu lượng Ưu điểm: Giá thành đầu tư ban đầu thấp Có khả cung cấp dịch vụ mới, dịch vụ truy nhập băng thông rộng Bảo vệ tối đa nguồn vốn đầu tư mạng Nhược điểm: Việc nâng cấp chuyển mạch có từ TDM sang IP/ATM bước đệm mà không thay đổi công nghệ chuyển mạch phục vụ cho dịch vụ Điều có nghĩa khơng giải vấn đề khả tạo dịch vụ nguyên tắc tổ chức mạng hệ Và làm phát sinh nhiều vấn đề chuyển tiếp làm tăng chi phí sau Chi phí đầu tư ban đầu thấp chi phí vận hành khai thác cao so với mạng không quản lý thống toàn mạng Khả cạnh tranh xuất nhà khai thác hệ họ có sở hạ tầng mạng NGN hồn tồn 155 Xây dựng NGN hoàn toàn Giải pháp chủ trương giữ nguyên mạng không đầu tư tiếp tục phát triển Tập trung nhân lực tài lực vào việc triển khai tổng đài đa dịch vụ hệ sau Mạng NGN xây dựng trước hết phải có khả cung cấp nhu cầu dịch vụ mạng quen thuộc với khách hàng Sau triển khải số nhu cầu dịch vụ Kế tiếp triển khai nhiều dịch vụ mạng NGN phải cân cung cầu Các nút chuyển mạch hai mạng liện hệ ( chủ yếu phục vụ cho dịch vụ thoại IP) thông qua cổng giao tiếp Media Gateway Ưu điểm: Thay đổi hoàn toàn cấu trúc mạng, tăng khả cạnh tranh Hoàn toàn sẵn sàng cung cấp dịch vụ mới, dịch vụ băng rộng Thời gian triển khai nhanh chóng Độ tương thích cao Quản lý thống tập trung Nhược điểm: Giá thành đầu tư ban đầu cao Rủi ro dự báo nhu cầu vượt ngưỡng dẫn đến hiệu đầu tư thấp, thời gian thu hồi vốn lâu Tăng chi phí phải tăng cường lực lượng lao động kỹ thuật Như có nhiều giải pháp đưa nhằm đáp ứng nhu cầu nhà khai thác muốn chuyển từ mạng truyền thống sang mạng hệ sau Tùy vào trạng mạng, quan điểm nhà khai thác mà giải pháp thích hợp lựa chọn Và việc xây dựng mạng phải dựa vào nhu cầu khách hàng để thu hút giữ khách hàng Điều có nghĩa nhà khai thác triển khai mạng NGN theo hướng để đáp ứng cho nhu cầu phát triẻn dịch vụ khách hàng 156 MỤC LỤC Lời mở đầu Error! Bookmark not defined Chương I : Tổng quan mạng máy tính 1.1 Giới thiệu mạng máy tính 1.2 Khái niệm mạng máy tính 1.3 Các dịch vụ mạng máy tính 1.4 Phân loại mạng máy tính 1.4.1 Phân loại theo mô hình mạng 1.4.2 Phân loại theo quy mô mạng 1.4.3 Phân loại theo tôpô mạng 1.5 Các mạng máy tính thơng dụng 1.5.1 Mạng cục LAN 1.5.2 Mạng diện rộng ( WAN) 1.5.3 Mạng đô thị ( MAN) 1.5.4 Mạng lưu trữ (SAN) 1.5.5 Mạng Internet 1.5.6 Mạng riêng ảo (VPN) 1.6 Một số giao thức tiêu chuẩn 1.6.1 Khái niệm giao thức 1.6.2 Nhu cầu chuẩn hoá mạng 10 1.6.3 Mơ hình tham chiếu OSI 11 1.6.3.1 Khái niệm mơ hình tham chiếu lớp 11 1.6.3.2 Phương thức trao đổi thơng tin mơ hình OSI 12 1.6.4 Giao thức TCP/IP đánh địa IP 15 1.6.4.1 Giao thức TCP/IP 15 1.6.4.2 Các địa Internet 17 1.6.5 Giao thức NETBEUI ( NetBIOS Extended Use Interface): 24 1.6.6 Giao thức IPX/SPX (Internetwork Packet exchange protocol/ Sequenced Packet Exchange): 24 1.6.7 Giao thức chuyển mạch gói X25 25 1.6.8 Giao thức Frame relay 27 1.6.9.Giao thức ATM 28 1.6.10 Chuẩn IEEE 802 29 Chương II: Các thiết bị mạng thông dụng loại môi trường truyền thông 32 2.1 Các thiết bị mạng thông dụng 32 2.2 Các loại môi trường truyền thông 39 2.2.1 Cáp đồng trục 39 2.2.2 Cáp xoắn cặp STP ( Shield Twisted – Pair) 40 2.2.3 Cáp UTP ( Unshield Twisted –Pair) 42 2.2.4 Cáp quang 42 2.2.5 Truyền vô tuyến 44 2.2.5.1 Radio Quang phổ trải 46 2.2.5.2 Viba mặt đất: 47 2.2.5.3.Viba vệ tinh: 48 157 2.2.5.4 Tia hồng ngoại liên điểm 48 2.2.5.5 Tia hồng ngoại phủ rộng 49 Chương III: Mạng cục LAN số phương thức điều khiển truy nhập 50 3.1 Tổng quan mạng cục ( Local area Network – LAN) 50 3.1.1 Tôpô vật lý 51 3.1.2 Tôpô logic 54 3.2 Các phương pháp điều khiển truy nhập 55 3.2.1 Phương pháp tranh chấp 56 3.2.2 Phương pháp chuyển thẻ 58 3.2.2.3 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 63 3.2.3 Phương pháp truy nhập ưu tiên theo yêu cầu 63 3.3 Mạng Ethernet 64 3.3.1 Tổng quan Ethernet 64 3.3.2 Các kiểu khung tin Ethernet 65 3.3.3 Các quy tắc đặt tên mạng Ethernet 68 3.3.4.Một số chuẩn mạng Ethernet: 69 Chương IV: Mạng Internet 78 4.1 Mạng Internet trình phát triển Internet 78 4.2 Cấu trúc Internet 84 4.2.1 Nhà cung cấp dịch vụ truy cập (IAP - Internet Access Provider) 84 4.2.2 Nhà cung cấp dịch vụ thông tin Internet (ISP-Internet Service Provider) 85 4.2.3 Nhà cung cấp nội dung thông tin Internet (ICP) 86 4.2.4 Người sử dụng Internet phương thức truy nhập 86 4.2.5 Các tổ chức quản lý vận hành Internet 90 4.3 Công nghệ Internet 91 4.3.1 Công nghệ triển khai áp dụng IAP 91 4.3.2 Công nghệ triển khai áp dụng ICP 91 4.3.3.Tổ chức hệ thống thư điện tử chuẩn giao thức liên quan 93 4.3.3.1 Chuẩn giao thức SMTP 94 4.3.3.2 Chuẩn giao thức POP3 95 4.3.3.3 Công nghệ phát hành thông tin 96 4.3.4 Công nghệ triển khai áp dụng ISP 97 4.3.5 Các ví dụ minh hoạ thiết kế số mạng 98 4.4 Hệ thống máy chủ 100 4.4.1 Hệ thống máy chủ cung cấp dịch vụ Internet 101 4.4.2 Hệ thống máy chủ quản lý người dùng mạng 101 4.4.3 Hệ thống máy chủ hỗ trợ chất lượng dịch vụ 102 4.4.4 Hệ thống máy chủ bảo đảm an ninh an toàn liệu 103 4.4.5 Hệ thống máy chủ giám sát quản lý truy nhập 103 4.4.6 Hệ thống máy chủ cung cấp dịch vụ truy cập từ xa 104 4.4.7 Hệ thống máy chủ cung cấp ứng dụng sở liệu 104 4.4.8 Hệ thống máy chủ phục vụ in ấn 105 4.4.9 Lựa chọn máy tính làm máy chủ 105 4.5 Các dịch vụ Internet 106 158 4.5.1 Thư tín điện tử (e-mail) 106 4.5.2 Diễn đàn thông tin/NewsGroups 107 4.5.3 Dịch vụ tuyền tệp FTP (File Transfer Protocol) 109 4.5.4 Dịch vụ truy nhập máy chủ (Telnet) 109 4.5.5 World Wide Web (WWW) 109 4.6 Một số cơng nghệ điển hình 110 4.6.1 Công nghệ xDSL 110 4.6.2 Công nghệ VoIP (Voice over IP) 116 Chương V: Truyền thông 119 5.1 Truyền thông 119 5.1.1 Những khái niệm truyền thông 119 5.1.2 Tín hiệu đường truyền 121 5.1.2.1.Truyền dẫn số 121 5.1.2.2 Truyền dẫn tương tự (analog) 127 5.1.3 Ghép kênh phân kênh 128 5.2 Nguyên tắc kiểm tra lỗi điều khiển luồng 130 5.2.1 Nguyên tắc kiểm tra lỗi 130 5.2.1.1 Kiểm tra chẵn lẻ 130 5.2.1.2 Phương pháp kiểm tra vòng CRC 131 5.2.2 Nguyễn tắc điều khiển luồng 134 5.2.2.1 Send and Wait 134 5.2.2.2 Điều Khiển Luồng Cửa Sổ 135 5.3 Giới thiệu mạng viễn thông hệ 136 5.3.1 Mạng viễn thông Việt Nam 136 5.3.1.1 Khái niệm mạng viễn thông 136 5.3.1.3.Mạng viễn thông Việt Nam 139 5.2.3.4 Những hạn chế mạng viễn thông 141 5.3.2 Mạng viễn thông hệ NGN ( Next Generation Network) 143 5.3.2.1.Khái niệm mạng viễn thông hệ 143 5.3.2.2 Đặc điểm mạng NGN 144 5.3.3 Các dịch vụ mạng NGN 146 5.3.3.1 Xu hướng dịch vụ tương lai 146 5.3.3.2 Các đặc trưng dịch vụ NGN 147 5.3.3.3 Các dịch vụ mạng NGN 149 5.3.4 Chiến lược phát triển mạng NGN ngành bưu viễn thơng 152 5.3.4.1.Nguyên tắc thực triển khai mạng NGN 152 5.3.4.2.Hướng phát triển mạng NGN nhà cung cấp dịch vụ khác 154 5.3.4.3.Giải pháp cho việc phát triển mạng NGN ngành 155 159 ... thiết bị mạng thông dụng loại môi trường truyền thông 2.1 Các thiết bị mạng thông dụng Các thiết bị mạng máy tính chia làm hai loại Thiết bị đầu cuối: Bao gồm máy tính, máy in, máy ảnh, máy scanner... diễn nguồn truyền số liệu muốn truyền tới tất thiết bị mạng gửi số liệu tới địa quảng bá mạng 22 b Địa IP cơng cộng Để máy tính kết nối với địa máy mạng phải Để máy tính kết nối vào mạng cơng... người quản trị mạng thiết kế, tuỳ thuộc vào số máy mạng Thông thường mạng nhỏ thường dùng lớp C sử dụng lớp A, B cho mạng nhỏ cần 19 ý tới mặt nạ mạng để cho mạng sử dụng nhỏ, máy tìm kiếm cách